CN104169076A - 使用阻尼部件的防护垫 - Google Patents

Abstract

本发明的实施方式涉及一种防护垫，其包括冲击外壳和阻尼部件。阻尼部件可由多个连接构件形成，该多个连接构件通过在阻尼框格与冲击外壳之间延伸的多个延伸构件与冲击外壳分离。阻尼部件还可由片状形式形成，该片状形式通过在阻尼片与冲击外壳之间延伸的多个延伸构件与冲击外壳分离。阻尼部件由弹性体形成，该弹性体帮助吸收被冲击外壳穿过阻尼部件分布的冲击力的一部分。阻尼部件的几何结构可配置为提供在防护垫的特定位置处的冲击衰减的差别。

Description

使用阻尼部件的防护垫

发明背景

防护垫习惯上用于限制由人或物所遭受的冲击力。防护垫的某些示例依赖于类似泡沫的材料，其安置在被保护的表面和冲击点之间。常规的泡沫具有关于反复清洗(比如高温洗涤)的局限性、笨重以及制造的局限性。

发明概述

本发明的实施方式涉及防护垫，其包括冲击外壳和阻尼部件。阻尼部件可由多个连接构件形成，该多个连接构件形成通过在阻尼框格(dampinglattice)与冲击外壳之间延伸的多个延伸构件与冲击外壳分离。阻尼部件可另外地或可选择地由片状形式(sheet-like form)形成，该片状形式通过在实心片与冲击外壳之间延伸的多个延伸构件与冲击外壳分离。阻尼部件吸收被冲击外壳穿过阻尼部件分布的冲击力的一部分。阻尼部件的几何结构可配置为提供在防护垫的特定位置处的期望水平的冲击衰减。

本概述被提供以用简化的形式介绍在下面的详细描述中进一步描述的概念的选择。本概述不意在确定所要求保护的主题的关键特征或基本特征，也不意在用作确定所要求保护的主题的范围时的帮助。

附图简述

本发明的说明性实施方式参考所附的绘制的附图在下面详细描述，其通过引用并入本文且其中：

图1示出了依照本发明的方面的示例性防护垫；

图2描述了依照本发明的方面的示例性防护垫的内侧透视图；

图3描述了依照本发明的方面的示例性防护垫的前透视图；

图4描述了依照本发明的方面的示例性防护垫的后透视图；

图5描述了依照本发明的方面的阻尼框格的透视图；

图6描述了依照本发明的方面的示例性防护垫的一部分的侧视图；

图7描述了依照本发明的方面的阻尼框格结构，其具有在连接构件的每个交叉处的共同制定大小的延伸构件和延伸构件空隙；

图8描述了依照本发明的示例性方面的包括四个相似大小的连接构件的阻尼框格结构；

图9描述了根据本发明的方面的包括多种大小的延伸构件和延伸构件空隙的阻尼框格结构；

图10描述了依照本发明的方面的包括组合地形成空隙的多个连接构件和多个延伸构件的阻尼框格结构；

图11描述了依照本发明的示例性方面的包括弯曲的连接/连结构件的阻尼框格结构；

图12描述了依照本发明的示例性方面的包括器官形连接构件(organicshaped connecting member)的阻尼框格结构；

图13描述了依照本发明的示例性方面的包括器官形和直线形的连接构件的阻尼框格结构；

图14描述了依照本发明的方面的防护垫部分的从上边缘朝向下边缘的视图；

图15描述了依照本发明的方面的阻尼框格上的示例性凸出部，该示例性凸出部用于与冲击外壳中的示例性通道配合以用于联接各部分；

图16描述了依照本发明的方面的阻尼框格上的示例性凸出部，该示例性凸出部用于充当穿过冲击外壳中的一个或多个接纳室的联接构件；

图17描述了依照本发明的方面的使用垫片形配件沿着周边与冲击外壳联接的阻尼框格的横截面视图；

图18描述了依照本发明的方面的具有阻尼框格整合带的示例性防护垫；以及

图19描述了依照本发明的方面的形成有片状形式的阻尼部件的透视图。

发明详述

本发明的实施方式的主题在此特别描述以满足法定要求。但是，描述本身无意限制此专利的范围。而是，发明人已设想所要求保护的主题也可与其它目前或将来的技术结合以其他方式实施，以包括不同的元件或相似于该文件中所描述的元件的元件的组合。

本发明涉及包括冲击外壳和阻尼部件的防护垫。阻尼部件可由多个连接构件所形成，该多个连接构件通过多个延伸构件与冲击外壳分开。阻尼部件可另外地或可选择地由片状形式形成，该片状形式通过在实心片与冲击外壳之间延伸的多个延伸构件与冲击外壳分开。阻尼部件吸收被冲击外壳穿过阻尼部件分布的冲击力的一部分。阻尼部件的几何形状可配置为提供在防护垫的特定位置处的期望水平的冲击衰减。

因此，在一个方面，本发明提供了防护垫。该防护垫包括具有外部表面和相对的内部表面的冲击外壳。另外，防护垫包括接近冲击外壳的内部表面定位的阻尼部件。阻尼部件由弹性材料形成。阻尼部件包括具有外表面和相对的内表面的多个相互连接的连结构件和朝向冲击外壳的内部表面延伸超过内表面的多个延伸构件。

在另外一个方面，本发明提供了防护垫，其包括具有外部表面和相对的内部表面以及内侧边缘和相对的外侧边缘、上边缘以及相对的下边缘的冲击外壳。冲击外壳的内部表面形成弯曲轮廓，该弯曲轮廓在外表面的从内侧边缘到外侧边缘的方向上向外延伸。冲击外壳由不同于阻尼部件的材料形成。但是，可以设想的是，冲击外壳和阻尼部件可由共同的材料形成。防护垫也包括接近冲击外壳的内部表面定位的阻尼部件。阻尼部件包括具有外表面和相对的内表面的多个相互连接的连结构件；在外表面和内表面之间延伸的多个空隙，由多个连结构件形成；以及在阻尼框格的内表面和冲击外壳的内部表面之间延伸的多个延伸构件。

本发明的第三方面还提供了包括刚性冲击外壳的防护垫，该刚性冲击外壳具有在内侧边缘和相对的外侧边缘之间弯曲的外部表面和相对的内部表面。防护垫还包括联接到冲击外壳的内部表面的阻尼部件。阻尼部件可由热塑弹性体形成。阻尼部件包括具有外表面和相对的内表面的多个相互连接的连结构件；在外表面和内表面之间延伸的多个空隙，由多个连结构件形成；以及多个圆柱形延伸构件。该多个圆柱形延伸构件中的每一个从相互连接的连结构件的内表面延伸至远端。圆柱形延伸构件中的一个或多个的远端联接至刚性冲击外壳。但是，可以设想的是，延伸构件可为任意形状且具有任意横截面形状(例如，椭圆形、正方形、矩形、器官形、三角形以及星形)。另外，可以设想的是，阻尼部件与冲击外壳以多种方式联接，比如通过压缩、垫圈形结构、超声焊接、粘合剂、机械连接及类似的方式。类似地，可以设想的是，阻尼部件的任意部分可与冲击外壳的任意部分联接。

本发明的第四方面提供了包括具有外部表面和相对的内部表面的冲击外壳的防护垫。防护垫还包括接近冲击外壳的内部表面定位的阻尼部件。阻尼部件由弹性材料形成。阻尼部件包括具有外表面和相对的内表面的片状形式；以及，朝着冲击外壳的内部表面延伸超出内表面的多个延伸构件。

已经简单地描述本发明的实施方式的概述，更详细的描述如下。

防护垫被设想为向身体或物体的一个或多个部分提供保护。例如，可以设想的是，实现本文所提供的一个或多个方面的防护垫可用于为多种身体部分提供保护和/或力阻尼功能。示例包括但不限于护胫、膝盖护垫、臀部护垫、腹部护垫、胸部护垫、肩部护垫、手臂护垫、肘部护垫以及在头部的保护中的实施(比如，头盔)。此外，可以设想的是，这个概念被用在无生命的物体上(例如，柱、墙、交通工具)。因此，可以设想的是，本文所提供的方面可在多种场合中在多种位置处是有用的。

本文所提供的防护垫是用于减少在佩戴者的相关部位上的冲击力的影响的物品。例如，使用本文讨论的特征的护胫可通过防护垫的使用减少在使用者的小腿区域上所赋予的能量的察觉。这种在察觉上的改变可以多种方式实现。例如，施加在冲击点处的能量可被分布在更大的表面区域上方，比如通过刚性冲击外壳。另外，可以设想的是，驱散/吸收材料可提供用于吸收和/或驱散冲击力的一部分的压缩功能。常规上来讲，泡沫材料可用于提供这类吸收型的功能。但是，泡沫式的材料可具有数个缺点，比如对清洗反响不佳(例如，随着反复清洗而出现损坏或以其它方式失去保护品质的趋向)、对将湿气和空气从内表面传递至外表面的无能为力以及重量问题。

因此，本发明的方面期望提供防护垫的优势中的至少某些(例如，能量分布和能量吸收)，同时减少与常规防护垫有关的劣势中的一些。

图1图示了依照本发明的方面的示例性防护垫100。例如，防护垫100被描述为在佩戴者的腿上的穿着位置的护胫。在这个示例中，护胫防护垫100具有上边缘110、下边缘112、外侧边缘108以及内侧边缘(如描述的不可见)。防护垫100从内侧边缘弯曲至外侧边缘108以形成围绕佩戴者的她的腿部的胫部区域的弯曲的外(和内部)表面。

在图1中所图示的防护垫还包括第一带114和第二带116。如将参考图18更详细讨论的，带可作为阻尼部件的一部分形成。另外，可设想的是，带可从第一侧(例如，内侧)延伸并联接在相对侧(例如，外侧)上。带的联接可与阻尼部件的一部分和/或冲击外壳102一起发生。

虽然图1中的防护垫100被描述为使用多个带固定至佩戴者的腿，但是可以设想的是，可实施可选择的固定机构。例如，防护垫可通过永久/暂时联接至一个或多个其它物品(比如，裤子、袜子、衬衫以及腰带)的其它服装物品中的口袋、暂时性粘合剂、套袖式物品及类似物而被保持在合适的位置上。如将在下文中讨论的，防护垫100随着冲击力轻微地移动(例如，滑动、迁移、压缩、变形)的能力可提供通过本文所讨论的方面取得的优势；因此，可以设想的是，固定机构可允许该类型的移动。

图2描述了依照本发明的方面的防护垫100的内侧透视图。特别地，冲击外壳101被描述。冲击外壳101对防护垫100提供至少分布功能(除了其它功能之外)。例如，冲击外壳101被设想为由刚性材料形成，比如聚合物(例如，聚丙烯、纺织聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚酯、聚碳酸酯、聚酰胺及类似物)、碳化纤维、金属(例如，铝、钛)、自然材料(例如，竹子)以及其它材料。还可设想的是，多种材料可用在冲击外壳101的形成中。例如，片状材料的叠层可形成具有多种特性的冲击外壳。另外，可以设想的是，护胫的各个区域可由不同材料(例如，沿着中心线比沿着周边区域更密度大的材料的类型/部分)形成。另外，可设想的是，多个独立部分可以组合地形成冲击外壳。独立部分中的每一个可由类似的或不同的一种或多种材料形成。

冲击外壳101在该例子中被描述为具有从内侧边缘106弯曲至外侧边缘的弯曲的外部表面102。在示例性方面中，内部表面(没有示出)以与外部表面102(外表面)近似平行的方式弯曲。但是，可以设想的是，基于冲击外壳101沿着弯曲部分长度的变化的厚度，内部表面和外部表面102可能不平行(例如，具有共同的半径)。另外，在示例性方面中，当处于穿着位置时，基于下方身体部分的器官形状，穿过在内侧边缘106和外侧边缘之间延伸的长度未实现一致的弯曲轮廓。因此，当在此讨论时，冲击外壳的弯曲性质不被限制于连续的恒定的弯曲部分，而是相反被限制于被实施以保护下方的佩戴者部分的大体弯曲状的样子。

图3描述了依照本发明的方面的防护垫100的前透视图。防护垫100被描述为具有冲击外壳101的面向前的外部表面102。如在前面所讨论的，冲击外壳101具有至少部分地由上侧边缘110、外侧边缘108、下侧边缘112以及内侧边缘106界定的周边。如在此所使用的，词语“内侧”和“外侧”是仅仅旨在表达第一侧边缘和第二侧边缘的概念的相对的词语。这种术语用于意识到可用于旨在用于身体的左部分(例如，左腿)上的防护垫和旨在用于身体的右部分(例如，右腿)上的防护垫的镜像。

虽然没有描述，但是可以设想的是，冲击外壳(和/或防护垫的其它部分)可由两个或多个部分形成。例如，可以设想的是，第一部分形成冲击外壳的外侧部分且第二部分形成冲击外壳的内侧部分。两个部分可使用一种或多种材料和/或机构柔性地联接。在示例性方面中，可以设想的是，下方阻尼部件可形成联接机构的至少一部分以将第一部分和第二部分维持在期望的相对方向上。另外，可以设想的是，第一部分可由第一材料形成且第二部分可由第二材料形成。例如，要求对冲击力更大的依赖性的防护垫上的位置可由第一材料形成，第一材料比形成在不太易于冲击的位置上的第二部分的第二材料更依赖但更致密。可以设想的是，材料、大小以及位置可以被调整以实现多种益处，比如耐久性、重量减轻、透气性及类似益处。

图4描述了依照本发明的方面的防护垫100的后透视图。在这个示例中，图示了阻尼部件201。阻尼部件201包括形成相互连接的构件的网的多个连结构件202，该多个连结构件202组合地形成框格式结构。例如，网状几何图案可由连结构件形成。连结构件的多种几何结构将在下文中结合图7-10更详细地讨论。

示例性的阻尼部件201为冲击外壳101所经受的冲击力提供阻尼效应。例如，阻尼部件201可在冲击能量被传送至穿戴者的防护垫100之前吸收和/或驱散冲击能量中的一些。这种阻尼、驱散和/或吸收效应可通过多种特性来实现。例如，可以设想的是，弹性材料在示例性方面中形成阻尼部件201。弹性材料可包括热塑弹性体、热固性弹性体、橡胶、合成橡胶以及显示低的杨氏模量和高的屈服应变的其它材料。弹性材料的示例包括但不限于，可从俄亥俄州的埃文湖的普立万公司(PolyOne Corporation)获得的GLS 311-147热塑弹性体。示例性弹性体可呈现0.8-8.7MPa范围内的抗张强度(屈服，23℃)、16-56的肖氏硬度(A)以及上至1200％(例如，大约1000％、800％)的断裂伸度(23℃)。但是，虽然提供了示例性范围，但是可以设想的是，在提供的特性中的一个或多个中，呈现大于或小于提供的范围中的一个或多个的特性的另外的材料可另外地/可选择地被使用。另外，可选择的材料被设想。

除了通过材料选择来驱散、阻尼和/或吸收冲击能量之外，连结构件的几何结构也可帮助减少所察觉的冲击力。如将在下文结合图7-10所讨论的，厚度、长度、空隙的大小以及空隙的几何形状均可影响所察觉的冲击能量的水平。例如，形成框格结构的较长的连结构件可导致更柔性且对变形较少抵抗的“较松”的框格。相似地，连结构件之间的菱形空隙可比三角形空隙更易于在歪斜方向上变形。框格的歪斜可对于吸收偏离轴的冲击力(例如，对冲击外壳的切向冲击)是更有效的。此外，形成阻尼框格的连结构件越厚，阻尼部件可对变形更多地抵抗(且因此提供由穿戴者所察觉的较少的阻尼特性)。另外，如将讨论的，延伸构件的偏移、延伸构件的横断面形状和延长构件空隙的大小/形状都可影响所察觉的冲击力的水平。

图4的阻尼部件201描述了由多个相互连接的连结构件202所形成的外表面204。连结构件202可在普通制造工艺中(比如注塑成型)形成，使得连结构件作为整体形成阻尼部件201的框格网。连结构件202界定多个空隙，比如空隙216。空隙216延伸穿过连结构件的外表面204和内表面206(没有表示)。例如，当两个或更多个连结构件形成二维形状(二维形状可以是性质上器官的和/或性质上直线形的)时，未被构件中的一个的一部分占据的内部空隙是示例性空隙。

延伸构件208可安置(但不是在所有的方面中)在两个或更多的连结构件的交叉处，如将在下文结合图5更详细讨论的。另外，与一个或多个延伸构件相关联的延伸构件空隙214可延伸穿过延伸构件和连结构件外表面204。相似于延伸构件，延伸构件空隙将在下文更详细地讨论。

在示例的方面中，外表面204形成使用者接触表面。例如，当在穿着的位置时，外表面204可接触使用者(例如，邻近使用者的身体定位)。但是，可以设想的是，当处于使用位置时，一个或多个另外的物品(例如，袜子、裤腿、袖子、衬里、吸水材料、粘合剂、粘性材料及类似物)可安置在外表面204和佩戴者的身体之间。因此，术语“使用者接触表面”是当在使用状态时取向方向的大体描述，但不限于需要直接的使用者接触。

如在图4中所描述的，阻尼部件201可大体顺应冲击外壳101的内部表面的几何形状。例如，如果冲击外壳101的内部表面具有弯曲轮廓，则当联接至内部表面时，阻尼部件201呈现类似的弯曲轮廓。但是，可以设想的是，阻尼部件201的一种或多种几何属性可引入不同的轮廓(例如，由延伸构件进行的变化的偏移、变化的连结构件厚度、阻尼部件和内部表面之间的联接点)，如将在下文图14中讨论的。

延伸构件208可从阻尼部件201的内表面(图6中的206)向外朝着冲击外壳101的内表面(图6中的104)延伸。延伸构件空隙可延伸穿过延伸构件的至少一部分。例如，延伸构件空隙214为穿过阻尼部件201的外表面经过延伸构件的偏移长度且从延伸构件的远端穿出的空间腔室。但是，可以设想的是，延伸构件空隙可只延伸延伸构件和/或连结构件的一部分。另外，可设想的是，延伸构件空隙可以不存在于一个或多个延伸构件中。如同延伸构件一样，可以设想的是，延伸构件空隙可具有任何形状、大小和/或取向。例如，可以设想的是，延伸构件空隙可具有与相关联的延伸构件相似的横截面形状。另外，可以预见的是，延伸构件空隙可具有与相关联的延伸构件不同的横截面形状。横截面形状的示例包括但不限于，圆形、椭圆形、矩形、性质上是器官的、星形、三角形或任何其它形状。

延伸构件空隙可通过撞击缓冲区功能的引入提供提高的冲击衰减特性。例如，空隙式空间的包括提供其中阻尼部件201的一部分(延伸构件和/或连接构件)可变形以吸收冲击力的区域。另外，可以设想的是，延伸构件空隙的包括可提供质量减少选择，提高产生的防护垫的适用性和合意性。另外，可以设想的是，延伸构件空隙可提供通道，结合剂可穿过该通道被引入冲击外壳以保持冲击外壳和阻尼部件处于联接状态下。

图4还描述了四个示例性联接点118、120、122以及124。联接点可包括阻尼部件被联接到冲击外壳的位置。例如，可以设想的是，联接点可代表结合剂、超声焊接、机械紧固件、压合接头、延伸穿过冲击外壳的凸出部及类似物的点。虽然描述了四个示例性联接点，但可以设想的是，可使用任意数量和/或位置的联接点。另外，可以设想的是，联接点反而是跨越多种形状、大小和方向(例如，直线形的、周边、波浪形(shape contoured)及类似的)的联接区域。

在示例性方面中，阻尼部件可在一个或多个联接点(或区域)处通过包塑工艺(overmold process)与冲击外壳进行联接。例如，可以设想的是，不同于冲击外壳的材料(例如，TPE)可在阻尼部件被联接的区域中被包塑到冲击外壳。例如，可以设想的是，冲击外壳的内表面可用TPE膜(或适合于与阻尼部件联接的任何材料)包塑。可由TPE材料形成的阻尼部件然后可被超声焊接至冲击外壳的TPE膜。当下方的冲击外壳材料能力较弱时，TPE膜可提供阻尼部件可被联接到其的材料。

图5描述了依照本发明的方面的形成有框格的阻尼部件的透视图。内表面206连同许多示例性延伸构件208、延伸构件空隙214以及连结构件202之间的空隙216被暴露。也图示了偏移210的概念。偏移210是延伸构件从内表面206延伸的长度。该偏移距离可形成阻尼框格的连接构件和冲击外壳之间的可压缩的空隙。虽然延伸构件208被描述为具有圆柱形形状，但可以设想的是，可实施任意形状。例如，具有从框格延伸的或片状形式的底部的圆锥体形状、具有由该底部形成的远端的圆锥体形状、角锥体形状(具有在任何位置处的底部)、球形、棱形、立方体形、任何数量的多面体形(any-numbered-ahedron shape)及类似形状。另外，可以设想的是，可实施有组织的形式。形状/形式的组合可按任何组合使用。

图6描述了依照本发明的方面的示例性防护垫的一部分的侧视图。冲击外壳101被描述为形成图6的下部分。在示例性方面中，内表面104至少在一个或多个位置与诸如延伸构件208的延伸构件的远端212联接。如前面所讨论的，可以设想的是，阻尼部件201的能够接触冲击外壳的部分可以不与冲击外壳联接。例如，可以设想的是，阻尼部件可穿过冲击外壳的弯曲内表面被置于张力下(例如，被拉伸)，使得内表面远离阻尼部件201弯曲。在这个示例中，当冲击力导致足够的力以克服阻尼部件的弹性特征时，延伸构件208的远端可与冲击外壳的内表面接触，这进而施加附加张力，该附加张力允许阻尼部件至少部分地拉伸和顺应冲击外壳的形状。另外，可以设想的是，阻尼部件的除了远端之外的部分与冲击外壳联接(例如，周边元件、延伸构件凸出部)。

延伸构件208被描述为从冲击外壳101的内表面104延伸至由阻尼部件201的连结构件202所形成的内表面206。还描述了延伸穿过阻尼框格201的整个厚度的延伸构件空隙214。另外，可以设想的是，空隙也可延伸穿过冲击外壳，使得形成透气通道。延伸穿过冲击外壳101的空隙(没有描述)可对应于延伸构件空隙和/或其可与延伸构件空隙不对应(例如，没有对准)，并且反而提供从外部表面102至内表面104的质量减少和/或透气选择。

偏移210被描述为在所图示的延伸构件中保持一致。但是，可以设想的是，偏移距离可随着特定的延伸构件改变，如将在下文结合图14讨论的。

虽然外部表面102和内表面104之间的厚度被描述为对于冲击外壳101保持恒定，但可以设想的是，厚度可改变。另外，虽然连续材料被描述为形成冲击外壳101，但可以设想的是，也可使用多个材料。相似地，在阻尼部件201的外表面204和内表面206之间延伸的厚度被描述为保持恒定。但是，可以设想的是，厚度可随着位置改变。另外，延伸构件208被描述为具有大体上平行的侧面；但是，可以设想的是，可使用任何相对取向(例如，允许随着偏斜的距离而增加对压缩的抵抗的锥形轮廓)。

图7-13描述了依照本发明的方面的用于阻尼部件的延伸构件、延伸构件空隙以及连接构件的示例性结构。特别地，图7描述了依照本发明的方面的菱形连结构件202(连接构件)的结构，其具有在连接构件的每个交叉处的共同制定大小的延伸构件208和延伸构件空隙214。形成的空隙216是矩形空隙，其具有由连结构件202所界定的四个主要边缘。

图8描述了依照本发明的示例性方面的包括四个相似大小的连接构件912、914、916、和918的阻尼框格结构。另外，相似的大小/形状的延伸构件(902、904、906和908)位于相似大小的连接构件的交叉处。阻尼框格还包括两个另外的连接构件920和922，连接构件920和922从延伸构件908和904延伸。连接构件920和922在由延伸构件910可识别的位置处被连结。由于以上的结构，三角形空隙924在连接构件912、914、920和922之间形成。与矩形形状相比，由于三角形的固有的几何特点，三角形空隙可提供对侧向方向上的变形(例如，对防护垫的切向冲击)更大的抵抗。

虽然图示了两个连接构件920和922，但可以设想的是，单一的连接构件可跨越延伸构件904和908之间的距离。类似地，可以设想的是，延伸构件可位于沿着一个或多个连接构件的任何位置处。另外，虽然连接构件作为分立的元件被讨论，但可以设想的是，阻尼框格的连接构件是连续形成的元件而没有分立部分。

图9描述了根据本发明的方面的包括多种大小的延伸构件和延伸构件空隙的阻尼框格结构。例如，可以设想的是，阻尼框格包括第一延伸构件1002、第二延伸构件1004和第三延伸构件1006。第一延伸构件1002和第二延伸构件1004享有共同的圆柱形，但直径不同。第一延伸构件1002具有比第二延伸构件1004大的直径。在示例性的实施方式中，基于较大的直径，第一延伸构件可提供对压缩的更大的抵抗；因此，其适合于防护垫上这类特性被期望的位置(例如，边缘、骨结构附近、软组织结构附近、预期的冲击点附近)。相反，第二延伸构件1004可期望在期望大程度的相对冲击吸收的位置。第一延伸构件1002和第二延伸构件1004都具有相似大小的延伸构件空隙1008和1010。另外，可以设想的是，延伸构件空隙深度也可改变而不影响横截面的尺寸。

第三延伸构件1006与第一延伸构件1002尺寸相似。但是，第三延伸构件1006的延伸构件空隙1012相对于延伸构件空隙1008和1010在尺寸上较大。较大的延伸构件空隙可为延伸构件的变形提供更大的空间容量，这可导致更大程度的冲击力吸收。

应理解，大小、形状和元件(即，连接构件、延伸构件和延伸构件空隙)的组合可采用任何顺序、方式和/或关系。因此，虽然已示出了特定示例，但可以设想的是，这些元件的任意组合可与彼此共同使用以形成阻尼部件的一个或多个部分。

图10描述了依照本发明的方面的包括组合地形成空隙1120的多个连接构件(1110、1112、1116和1118)和多个延伸构件(1102、1104、1106和1108)的阻尼框格结构。在该示例性的结构中，连接构件1118和1116具有相似的长度，该长度长于连接构件1110和1112。因此，空隙1120为菱形形状。

图11描述了依照本发明的示例性方面的包括弯曲的连接/连结构件的阻尼框格结构。特别地，图11描述了从延伸构件208延伸以在另一个延伸构件终止的两个连接构件1122和1124，其产生空隙1126。空隙1126至少部分地由弯曲的连接构件界定。虽然连接构件1122被描述为具有对连接构件1124的镜像弯曲，但是可以设想的是，可使用任何形状(例如，直线形、器官的或任何组合)。另外，如将在下文结合图13讨论的，可以设想的是，可同时使用直线形和器官形的连接构件的组合。如同在此讨论的其它的空隙形状和连接构件形状一样，可以设想的是，为了达到所期望的阻尼结果(例如冲击力衰减)，任何大小、取向和最终形状可在任何位置处采用任何组合来实施。

图12描述了依照本发明的示例性方面的包括器官形连接构件的阻尼框格结构。图12包括多个不同形状和大小的连接构件，比如连接构件1202、1204和1206。虽然直线形连接构件可用于从第一延伸构件延伸至第二延伸构件，但是可以设想的是，器官形的连接构件(比如连接构件1202)包含一个或多个弯曲、弓弯或可在纯粹直线形样子之外延伸连接构件的长度的其它变化。通过允许在冲击时阻尼框格中的另外的移动，器官形形式的增加可提供另外的阻尼特性。

虽然没有在图中明确地描述，但可以设想的是，延伸构件可表示为相对于沿着连接构件的不同位置处的厚度在连接构件的厚度中增加。例如，可以设想的是，沿着连接构件1204，深度在诸如向上弯曲的中心部分的中间的部分处增加以有效地形成偏移，如前面关于图6的偏移210所讨论的。换句话说，连接构件在厚度上的改变允许连接构件的内表面的至少一部分从冲击外壳的内(即，最接近的)表面偏移。

图13描述了依照本发明的示例性方面的包括器官形和直线形的连接构件的阻尼框格结构。特别地，图13示出了不同的连接构件的长度和形状可组合地使用。例如，连接构件1302在形状上是直线形的，但以与在形状上更器官的连接构件1304相似的最终长度延伸。类似地，可以设想的是，另外的连接构件1306可从共同的延伸构件208延伸更大的距离。另外，可以设想的是，任何宽度、厚度、长度、形状、横截面形状、材料、颜色和其组合可在阻尼框格的示例性方面中实施。

图14描述了依照本发明的方面的防护垫部分的从上边缘朝向下边缘的视图。防护垫包括冲击外壳101和阻尼部件201。在该示例中，冲击外壳101朝外部表面102向外弯曲。冲击外壳的曲率可由从轴线1201上的假想点1212延伸的半径1206界定。

阻尼部件201可被形成为使得其包括给出不同的偏移距离的延伸构件。例如，第一偏移1202可大于第二偏移1204。取决于冲击外壳的形状，这种在偏移上的改变可被引入以提供阻尼部件的一致弯曲的外表面204(例如，补偿不规则弯曲的冲击外壳)。可选择地，偏移距离的改变可用于引入阻尼部件201的外表面204上的不规则弯曲轮廓，以更好地形成佩戴者的器官形状。另外，可以设想的是，偏移距离可在关键位置处(例如，沿着软组织接触区域、沿着骨区域)被改变以实现期望的冲击衰减特性。

另外，如在图14中所描述的，可以设想的是，与享有共同的弯曲中心的冲击外壳101和阻尼部件201相反，可使用偏移中心(例如，1212和1210)。在示例性方面中，偏移中心与延伸构件的偏移长度(例如，1202)是相当的。在另一个示例性方面中，阻尼部件201的半径1208可随着位置而改变。例如，当半径从轴线1201以较大的偏转角度旋转时，半径可提升。在这个示例中，当半径1206为了可比较的偏转角度而改变较小的量(如果会发生的话)时，偏移1202可大于偏移1204。

因此，在连接构件、延伸构件、延伸构件空隙、空隙、偏移、弯曲轮廓、材料及类似物的改变均可有助于包括冲击外壳和阻尼部件的防护垫的多种设想的方面。虽然防护垫结构在上文通过参考特殊的实施方式来描述，但应该理解，可对所描述的防护垫结构进行修改和改变，而不脱离由随后的权利要求所提供的预期的保护范围。

图15描述了依照本发明的方面的阻尼部件上的示例性凸出部，该示例性凸出部用于与冲击外壳中的示例性通道配合以用于联接各部分。如在前文所讨论的，阻尼部件201可与冲击外壳101通过多种不同的机构和手段联接。例如，如图15中所描述的，可以设想的是，一个或多个通道可在冲击外壳101中形成，该一个或多个通道的功能是用于接纳从阻尼部件延伸的一个或多个凸出部。通道可沿着冲击外壳101的周边部分、沿着冲击外壳101的内部部分或冲击外壳的任何其他部分(比如冲击外壳的内表面)延伸。长度、形状(横截面和沿着冲击外壳的表面两者)、大小和位置可改变，而且被设想为包括选择范围。例如，可以设想的是，具有第一形状的第一通道可沿着冲击外壳的第一部分延伸，并且具有不同的大小、形状和/或长度的第二通道可沿着或穿过冲击外壳的第二部分延伸。

在图15中描述了不同通道的示例。例如，提供了矩形横截面通道1504、“T”形横截面通道1508、倒钩横截面1512以及扩张“T”形横截面通道1516。可以设想的是，另外的形式可在示例性的方面中被实施。

不同凸出部的示例被描述为从阻尼部件延伸。例如，提供了矩形横截面凸出部1502、“T”形凸出部1506、倒钩凸出部1510和圆拱形凸出部1514。

凸出部和通道的不同组合可提供不同的功能优势。例如，矩形凸出部1502和矩形通道1504可适合于防止阻尼部件和冲击外壳之间的侧向移动，同时依旧允许分开的方面。“T”形凸出部1506和“T”形通道1508可提供对由非平行于通道的力的分开的高的抵抗。但是，这种布置可依旧允许通过引导凸出部穿过通道的滑动动作使阻尼部件与冲击外壳分开。圆拱形突出部1514可适合于扩张/压缩以填充接纳通道(比如倒钩横截面通道1512或“T”形横截面通道1516)的部分。在这个示例中，圆拱形凸出部可在各部分中压缩以扩张至接纳通道1512的倒钩式延伸部中。类似地，当圆拱形凸出部1514被压缩至接纳通道形式1516中时，圆拱形凸出部1514可最终呈现“T”形的形状。这种压缩式配合可提供对阻尼部件和冲击外壳之间的分开的抵抗。

虽然讨论集中在从阻尼部件延伸的凸出部和在冲击外壳中形成的通道，但可以设想的是，一个或多个凸出部可从冲击外壳延伸并且一个或多个通道可在阻尼部件中形成。另外，可以设想的是，凸出部与它们从其延伸的底部材料(例如，阻尼部件材料)一体地形成。另外，可以设想的是，凸出部由不同材料或在不同的工艺流程期间形成。

图16描述了依照本发明的方面的阻尼部件上的示例性凸出部，该示例性凸出部用于充当穿过冲击外壳中的一个或多个接纳室的联接构件。与延续长度的通道相反，接纳室1606和1610是接纳材料内的腔，该腔允许所接纳的凸出部1608和/或1612的保持，其可比作在某些示例中的铆钉状连接。例如，当接纳室1606从阻尼部件201延伸穿过冲击外壳101时，接纳室1606可允许凸出部1608的凹进集成。为了保持联接的关系，凸出部1608与杆1602一起形成，该杆1602具有小于凸出部的头部的横截面。在这个示例中，头部为圆拱形，以提供较轻松地穿过接纳室插入孔插入，该插入孔然后被杆1602占据。虽然描述了凹进头部，但可以设想的是，凹进头部可不在示例性方面中实施。

凸出部1612描述了在头部部分处的不同于凸出部1608的横截面形状。杆件部分1604穿过接纳室插入孔延伸至接纳部分1610的凹进部分。虽然凹进部分被描述为延伸至外表面，但可以设想的是，接纳室可以代替地是冲击外壳内的空隙，该空隙没有一直延伸到外表面，其于是可提供给冲击外壳的均一的外表面的外观。

如前文关于图15所讨论的，可以设想的是，在示例性方面中，凸出部和接纳室可在阻尼部件201或冲击外壳101的任一个中形成。

图17描述了依照本发明的方面的使用垫片形配件沿着周边与冲击外壳联接的阻尼部件的横截面视图。阻尼部件201和冲击外壳101的横截面视图表示用于使用垫片形联接的至少两种不同的机构。垫片形联接包括阻尼部件201的一部分从冲击外壳101的内表面到外表面102的延伸。这可以通过沿着阻尼部件的一部分(比如周边)延伸的唇部部分1712来实现，以围绕冲击外壳的一部分(比如边缘周边)延伸。阻尼部件201可形成接纳通道1714，冲击外壳的周边边缘被保持在该通道1714中。在这个示例中，冲击外壳的内表面可接近阻尼部件的内表面，并且冲击外壳的外表面102可接近沿着周边部分的唇部部分1712。因此，在这个示例性方面中，唇部围绕冲击外壳的一部分以形成阻尼部件和冲击外壳之间的联接结合。

在另外的示例性方面中，可以设想的是，凸出部分1704可延伸穿过冲击外壳101且与唇部1708配合。例如，可以设想的是，凸出部分的远端部分可被结合(例如，焊接、钉住、化学固定)至唇部1708的内部部分1706。也可以设想的是，凸出部1704可延伸穿过唇部部分1708且形成机械紧固件。另外，可以设想的是，凸出部1704被暂时性或永久性地联接到冲击外壳，在该处凸出部1704延伸穿过冲击外壳。

可以设想的是，凸出部1704可位于相对于冲击外壳(或阻尼部件)的任何位置处。例如，可以设想的是，凸出部1704(和任何数量的相似的凸出部)可沿着周边定位以在任何位置处穿过接纳通道1714。此外，可以设想的是，可为任意形状、大小、长度、材料(相似于和/或不同于阻尼部件)的凸出部位于任何位置处。

图18描述了依照本发明的方面的具有阻尼部件整合带的示例性防护垫。冲击外壳101的外表面102被描述有从外侧108延伸的第一带1802和第二带1804。在示例性方面中，第一带1802和第二带1804可延伸至防护垫的相对侧(例如，内侧)，如通过动作线1810和1820所描述的。然后，带中的每一个可固定至防护垫，以保持防护垫处于使用者上的穿着位置。

第一带包括闭合凸出部1806。闭合凸出部1806被描述为带1802的延伸超出表面(比如内表面)的部分。冲击外壳可具有用于接纳闭合凸出部的接纳腔1808。结合图15和图16讨论的对于凸出部、通道和室的形状、大小及类似物的相似的概念可适用于接纳腔1808和/或闭合凸出部1806。可以设想的是，闭合凸出部可配合在接纳腔内以保持带1802处于期望的联接的(例如，可分开的)状态。

类似地，第二带1804被示出有具有第一闭合凸出部1812和第二闭合凸出部1814的可选择的布置。相应的接纳孔1816和1818在防护垫的相对侧形成(例如，在冲击外壳、阻尼部件和/或组合中形成)，以用于接纳闭合凸出部。可以设想的是，闭合凸出部和接纳腔的任何组合可采用任何组合来使用。另外，可以设想的是，其它部件(例如，钩和环材料、按扣、按钮、夹子、系带及类似物)可另外地或可选择地用于将带联接到防护垫。

回到带1802和1804，可以设想的是，带作为阻尼部件的一部分而形成。例如，在普通的形成(例如，模制)操作中，带中的每一个由与用于形成阻尼部件的材料相同的材料形成。另外，可以设想的是，带可被当作从防护垫的边缘部分延伸的连接构件。另外，虽然内侧和外侧为了解释图18的目的而被引出，但可以设想的是，带可源自防护垫的任何部分或在防护垫的任何部分处终止。另外，虽然带以直线形的形状被描述，但应理解，可实施任何形状、大小和取向。

另外，可以设想的是，不是具有从阻尼部件延伸的凸出部，而是该凸出部可选择地或另外地从冲击外壳(内表面或者外表面)延伸。另外，可以设想的是，带的大小可通过沿着带和/或冲击外壳的一部分延伸的一系列接纳腔或凸出部来实现。例如，可以设想的是，一系列接纳腔沿着冲击外壳的外表面以一种图案延伸，该图案可被沿着带的长度延伸的两个或多个凸出部匹配。

图19描述了依照本发明的方面的形成有片状形式1901的阻尼部件的透视图。片状形式1901的内表面1906连同许多示例性延伸构件1908和延伸构件空隙1914被暴露。偏移1910的概念也被示出。偏移1910是从内表面1906延伸的延伸构件的长度。

在这个示例中，外表面1904与内表面1906相对。在内表面1906和外表面1904之间延伸的材料的厚度可随着位置改变以实现变化的物理特性，比如弹性、冲击力衰减及类似特性。在这个示例中，片状形式1901可以不包括在内表面1906和外表面1904之间延伸的空隙。但是，可以设想的是，一个或多个延伸构件空隙1914可从延伸构件1908中的一个或多个的远端穿过延伸构件且穿过片状形式1901延伸。在这个示例中，延伸穿过外表面1904的延伸构件空隙可在外表面1904处形成孔。该孔可以对于促进空气和/或湿气的流动是有效的。另外，可以设想的是，该孔可以对于帮助使用者与阻尼部件之间的更好的接触表面是有效的。

虽然没有被描述，但可以设想的是，可实施框格和片状形式的组合以形成阻尼部件的至少一部分。例如，阻尼部件的第一部分可为片状型式且阻尼部件的第二部分可以为由多个连接构件形成的框格。第一部分和第二部分可定位在防护垫的特殊区域中以实现每个形式的列出的优势。

虽然本文所提供的概念讨论了护垫的概念且特别地描述了护胫护垫，但可以设想的是，该概念延伸至所有类型的冲力衰减应用。例如，如前文所讨论的，本文所提供的特征可与头盔、衣服、屏障、盔甲和其它应用共同使用。

Claims (26)

1.一种防护垫，包括：

冲击外壳，其具有外部表面和相对的内部表面；

阻尼框格，其接近所述冲击外壳的所述内部表面定位，所述阻尼框格由弹性材料形成，其中所述阻尼框格包括：(1)多个相互连接的连结构件，其具有外表面和相对的内表面；以及(2)多个延伸构件，其朝向所述冲击外壳的所述内部表面延伸超出所述内表面。

2.根据权利要求1所述的防护垫，其中所述冲击外壳由至少一种材料形成，该至少一种材料选自于如下：a)刚性聚合材料；b)纺织聚合材料；或c)基于碳纤维的材料。

3.根据权利要求1所述的防护垫，其中所述弹性材料为热固塑料或热塑性弹性体。

4.根据权利要求1所述的防护垫，其中所述多个相互连接的连结构件作为连续的部分形成。

5.根据权利要求1所述的防护垫，其中所述多个相互连接的连结构件包括第一长度的第一构件和第二长度的第二构件，其中所述第一长度大于所述第二长度。

6.根据权利要求1所述的防护垫，其中当处于穿着位置时，所述多个相互连接的连结构件的所述外表面形成使用者接触表面。

7.根据权利要求1所述的防护垫，其中所述多个延伸构件在形状上为圆柱形。

8.根据权利要求1所述的防护垫，其中所述多个延伸构件中的每一个包括延伸构件空隙。

9.根据权利要求8所述的防护垫，其中所述延伸构件空隙在形状上为圆柱形。

10.根据权利要求1所述的防护垫，其中所述多个延伸构件包括延伸超出所述内表面第一距离的第一延伸构件，以及延伸超出所述内表面第二距离的第二延伸构件，所述第一距离大于所述第二距离。

11.根据权利要求1所述的防护垫，其中所述多个延伸构件中的每一个从所述内表面延伸并且在远端处终止。

12.根据权利要求11所述的防护垫，其中所述多个延伸构件的所述远端被联接至所述冲击外壳的所述内表面。

13.一种防护垫，包括：

冲击外壳，其具有外部表面和相对的内部表面以及内侧边缘、相对的外侧边缘、上边缘和相对的下边缘，所述冲击外壳的所述内部表面具有弯曲轮廓，所述弯曲轮廓在所述外表面的从所述内侧边缘到所述外侧边缘的方向上向外延伸，所述冲击外壳由第一材料形成；

阻尼框格，其接近所述冲击外壳的所述内部表面定位，所述阻尼框格由不同于所述第一材料的第二材料形成，所述阻尼框格包括：(1)多个相互连接的连结构件，其具有外表面和相对的内表面；(2)多个空隙，其在所述外表面和所述内表面之间延伸，由所述多个连结构件形成；以及(3)多个延伸构件，其在所述阻尼框格的所述内表面与所述冲击外壳的所述内部表面之间延伸。

14.根据权利要求13所述的防护垫，其中所述多个相互连接的连结构件形成均一的厚度，所述多个延伸构件从所述厚度延伸。

15.根据权利要求13所述的防护垫，其中所述多个空隙的第一空隙由所述多个相互连接的连结构件中的至少两个形成。

16.根据权利要求13所述的防护垫，其中所述多个延伸构件包括第一圆柱形延伸构件和第二圆柱形延伸构件，所述第一圆柱形延伸构件具有不同于所述第二圆柱形延伸构件的直径的横截面。

17.根据权利要求13所述的防护垫，其中所述多个延伸构件包括第一延伸构件，所述第一延伸构件包括第一延伸构件空隙，所述第一延伸构件空隙从所述第一延伸构件的远端朝向所述多个相互连接的构件的所述内表面延伸。

18.根据权利要求13所述的防护垫，其中所述第一延伸构件空隙穿过所述第一延伸构件的所述远端和所述相互连接的构件的所述内表面。

19.根据权利要求13所述的防护垫，其中所述多个延伸构件包括第二延伸构件，所述第二延伸构件包括第二延伸构件空隙，其中所述第一延伸构件空隙和所述第二延伸构件空隙具有不同的大小或形状的横截面几何结构。

20.根据权利要求13所述的防护垫，其中所述第二材料不是泡沫材料。

21.一种防护垫，包括：

刚性冲击外壳，其具有在内侧边缘和相对的外侧边缘之间弯曲的外部表面和相对的内部表面；

阻尼框格，其被联接至所述冲击外壳的所述内部表面，所述阻尼框格由热塑性弹性体形成，所述阻尼框格包括：(1)多个相互连接的连结构件，其具有外表面和相对的内表面；(2)多个空隙，其在所述外表面和所述内表面之间延伸，由所述多个连结构件形成；以及(3)多个圆柱形延伸构件，所述多个圆柱形延伸构件中的每一个从所述相互连接的连结构件的所述内表面延伸至远端，其中所述圆柱形延伸构件中的一个或多个的所述远端联接至所述刚性冲击外壳。

22.一种防护垫，包括：

冲击外壳，其具有外部表面和相对的内部表面；

阻尼部件，其接近所述冲击外壳的所述内部表面定位，所述阻尼部件由弹性材料形成，其中所述阻尼部件包括：(1)片状形式，其具有外表面和相对的内表面；以及(2)多个延伸构件，其朝向所述冲击外壳的所述内部表面延伸超出所述内表面。

23.根据权利要求22所述的防护垫，其中所述片状形式和所述多个延伸构件是共同的材料。

24.根据权利要求22所述的防护垫，其中所述冲击外壳包括第一冲击外壳部分，所述第一冲击外壳部分与第二冲击外壳部分柔性地联接。

25.根据权利要求22所述的防护垫，其中所述多个延伸构件中的每一个包括延伸构件空隙。

26.根据权利要求25所述的防护垫，其中所述延伸构件空隙中的每一个延伸穿过所述片状形式，其中由延伸构件空隙所界定的孔从所述片状形式的外表面穿过所述片状形式延伸至延伸构件的远端。